一种轻质高性能导电涂料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种轻质高性能导电涂料及其制备方法。所述方法包括：采用分散剂和第一溶剂将包含树枝状纳米银粉和镍基还原氧化石墨粉的复合粉体分散均匀，得到复合粉体浆料；采用第二溶剂将防沉剂分散均匀，得到防沉剂溶液，采用第三溶剂将流平剂分散均匀，得到流平剂溶液，然后将所述防沉剂溶液和所述流平剂溶液加入树脂中并分散均匀，得到预混合浆料；用第四溶剂将所述复合粉体浆料、所述预混合浆料和消泡剂分散均匀，得到轻质高性能导电涂料。本发明专利技术制得的导电涂料较传统导电涂料具有生产成本低、轻质、高性能等明显优势，可满足吸波涂层基底、宽频段电磁屏蔽、静电消除等应用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种轻质高性能导电涂料及其制备方法
本专利技术属于导电漆制备
，尤其涉及一种轻质高性能导电涂料及其制备方法。
技术介绍
导电涂料主要喷涂或刮涂于非导电体底材上，使之具有一定的传导电流和消散静电荷的能力。导电涂料主要依靠导电填料相互接触形成连续导电网链，当导电填料超过其逾渗阈值时，填料间彼此接触或距离较近，使得载流子可以在网链上运动，从而使涂层具有导电功能。目前常用于消除静电、电磁屏蔽、电加热和防腐蚀。在吸波材料领域，吸波涂层对电磁波的能量转化机理常归结于多次干涉损耗，即吸波涂层的下方必须有导电性能较高的基体，如金属、碳纤维等。当电磁波通过涂层后，在导电基体上反射实现对电磁波进行二次能量衰减，因此，对于玻璃纤维等基材，利用吸波涂料对其进行低散射处理前，必须先用导电涂料将其表面进行导电处理。目前导电涂料的导电填料主要以银粉为主，其具备较高的导电性和稳定性，但是价格较为昂贵，部分涂料面密度也会超出要求，因此，研制轻质高性能的导电涂料是实现非金属部件导电性能及吸波性能的关键。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的导电涂料价格昂贵且面密度超标的技术问题，本专利技术提供了一种轻质高性能导电涂料及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术在第一方面提供了一种轻质高性能导电涂料的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)采用分散剂和第一溶剂将包含树枝状纳米银粉和镍基还原氧化石墨粉的复合粉体分散均匀，得到复合粉体浆料；(2)采用第二溶剂将防沉剂分散均匀，得到防沉剂溶液，采用第三溶剂将流平剂分散均匀，得到流平剂溶液，然后将所述防沉剂溶液和所述流平剂溶液加入树脂中并分散均匀，得到预混合浆料；和(3)用第四溶剂将所述复合粉体浆料、所述预混合浆料和消泡剂分散均匀，得到轻质高性能导电涂料。优选地，在进行步骤(1)之前，还包括所述树枝状纳米银粉的制备步骤：将硝酸银溶液、抗坏血酸溶液和丁香油混合后经超声处理，得到混合溶液，然后将所述混合溶液依次经过离心分离、洗涤和干燥的步骤，得到所述树枝状纳米银粉；优选的是，先将所述硝酸银溶液和丁香油混合均匀，得到含有硝酸银和丁香油的混合液，然后将所述抗坏血酸溶液逐滴加入所述含有硝酸银和丁香油的混合液中后经超声处理，得到所述混合溶液。优选地，所述硝酸银溶液的浓度为0.05～0.1mol/L，所述硝酸银溶液中含有的硝酸银与所述抗坏血酸溶液中含有的抗坏血酸的物质的量之比为(2～3)：1；和/或所述硝酸银溶液中含有的硝酸银与所述丁香油的用量之比为200g：(3～5)mL；和/或所述超声处理的时间为40～80min；和/或所述抗坏血酸溶液的滴加速度为1～3滴/s。优选地，在进行步骤(1)之前，还包括所述镍基还原氧化石墨粉的制备步骤：往氧化石墨溶液中加入六水合氯化镍后经超声分散得到反应溶液，然后用氢氧化钠调节所述反应溶液的pH后加入水合肼进行反应，得到反应产物，然后将所述反应产物过滤后，依次进行洗涤、烘干和研磨的步骤，得到所述镍基还原氧化石墨粉。优选地，所述氧化石墨溶液中含有的氧化石墨与所述六水合氯化镍的质量比为(0.25～0.5):1，和/或所述氧化石墨溶液中含有的氧化石墨与所述水合肼的用量之比为0.2g：(10～20)μL；和/或用氢氧化钠调节所述反应溶液的pH为10～12；和/或所述反应的温度为70～90℃，所述反应的时间为3～5h，所述反应在搅拌速度为600～1000r/min的条件下进行。优选地，所述轻质高性能导电涂料中含有的所述复合粉体、所述树脂、所述流平剂、所述防沉剂、所述分散剂和所述消泡剂的用量的质量比为(40～60)：(40～60)：3：1：2：1。优选地，在步骤(1)中，所述分散剂为丙基三甲氧基硅烷，所述第一溶剂为无水乙醇，在所述复合粉体浆料中，所述树枝状纳米银粉与所述镍基氧化石墨粉的质量比为1:(1～2)，所述丙基三甲氧基硅烷与所述复合粉体的用量的质量比为1:(20～30)；和/或在步骤(2)中，所述防沉剂为有机膨润土，所述第二溶剂为二甲苯和正丁醇的混合溶液，在所述防沉剂溶液中，所述二甲苯、所述正丁醇与所述有机膨润土的质量比为(2～4):(6～8):1，优选为3:7:1；和/或在步骤(2)中，所述流平剂为醋酸丁酸纤维素，所述第三溶剂为乙酸乙酯，在所述流平剂溶液中，所述醋酸丁酸纤维素与所述乙酸乙酯的质量比为1:(15～25)，优选为1:20；和/或在步骤(2)中，所述树脂为丙烯酸树脂；和/或在步骤(3)中，所述消泡剂为炔二醇分子消泡剂，所述第四溶剂为无水乙醇。优选地，所述有机膨润土、所述醋酸丁酸纤维素与所述丙烯酸树脂的质量比为1:3:(40～60)。优选地，在步骤(2)中，采用所述第二溶剂将所述防沉剂在转速为200～400r/min的条件下分散20～40min，得到所述防沉剂溶液；和/或在步骤(2)中，采用所述第三溶剂将所述流平剂在转速为200～400r/min的条件下分散20～40min，得到所述流平剂溶液；和/或在步骤(3)中，用所述第四溶剂将所述复合粉体浆料、所述预混合浆料和所述消泡剂在转速为600～1000r/min的条件下分散1.5～3h，得到所述轻质高性能导电涂料。本专利技术在第二方面提供了由本专利技术在第一方面所述的制备方法制得的轻质高性能导电涂料。本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：(1)现有传统的金属导电填料如金、银导电微粒导电性好因而其涂料具有良好的导电性能，但是由于价格昂贵成本较高，主要用于某些特殊领域。本专利技术探索一条经济有效、环境友好的绿色合成导电涂料的路线，并且兼顾导电性能和经济指标的合理手段；且本专利技术的导电涂料可通过刷涂、喷涂、刮涂等多种便捷工艺施工，便于各类平面、曲面、缝隙等非金属部位导电需求。(2)本专利技术采用树枝状纳米银粉与镍基还原氧化石墨相混合的方式制备导电填料，突破传统银基导电粉体面密度大的瓶颈，导电性能优异，可应用场景包括吸波涂层基底、宽频段电磁屏蔽、静电消除等。附图说明图1是本专利技术中轻质高性能导电涂料的制备流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种轻质高性能导电涂料的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)采用分散剂和第一溶剂将包含树枝状纳米银粉和镍基还原氧化石墨粉的复合粉体分散均匀，得到复合粉体浆料(混合导电填料浆料)；(2)采用第二溶剂将防沉剂分散均匀，得到防沉剂溶液，采用第三溶剂将流平剂分散均匀，得到流平剂溶液，然后将所述防沉剂溶液和所述流平剂溶液加入树脂中并分散均匀，得到预混合浆料；在本专利技术中，例如将所述防沉剂溶液和所述流平剂溶液加入树脂中，使用高速分散机高速分散，转速例如为1000～1500本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻质高性能导电涂料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n(1)采用分散剂和第一溶剂将包含树枝状纳米银粉和镍基还原氧化石墨粉的复合粉体分散均匀，得到复合粉体浆料；/n(2)采用第二溶剂将防沉剂分散均匀，得到防沉剂溶液，采用第三溶剂将流平剂分散均匀，得到流平剂溶液，然后将所述防沉剂溶液和所述流平剂溶液加入树脂中并分散均匀，得到预混合浆料；和/n(3)用第四溶剂将所述复合粉体浆料、所述预混合浆料和消泡剂分散均匀，得到轻质高性能导电涂料。/n

【技术特征摘要】
1.一种轻质高性能导电涂料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)采用分散剂和第一溶剂将包含树枝状纳米银粉和镍基还原氧化石墨粉的复合粉体分散均匀，得到复合粉体浆料；
(2)采用第二溶剂将防沉剂分散均匀，得到防沉剂溶液，采用第三溶剂将流平剂分散均匀，得到流平剂溶液，然后将所述防沉剂溶液和所述流平剂溶液加入树脂中并分散均匀，得到预混合浆料；和
(3)用第四溶剂将所述复合粉体浆料、所述预混合浆料和消泡剂分散均匀，得到轻质高性能导电涂料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在进行步骤(1)之前，还包括所述树枝状纳米银粉的制备步骤：
将硝酸银溶液、抗坏血酸溶液和丁香油混合后经超声处理，得到混合溶液，然后将所述混合溶液依次经过离心分离、洗涤和干燥的步骤，得到所述树枝状纳米银粉；
优选的是，先将所述硝酸银溶液和丁香油混合均匀，得到含有硝酸银和丁香油的混合液，然后将所述抗坏血酸溶液逐滴加入所述含有硝酸银和丁香油的混合液中后经超声处理，得到所述混合溶液。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
所述硝酸银溶液的浓度为0.05～0.1mol/L，所述硝酸银溶液中含有的硝酸银与所述抗坏血酸溶液中含有的抗坏血酸的物质的量之比为(2～3)：1；和/或
所述硝酸银溶液中含有的硝酸银与所述丁香油的用量之比为200g：(3～5)mL；和/或
所述超声处理的时间为40～80min；和/或
所述抗坏血酸溶液的滴加速度为1～3滴/s。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在进行步骤(1)之前，还包括所述镍基还原氧化石墨粉的制备步骤：
往氧化石墨溶液中加入六水合氯化镍后经超声分散得到反应溶液，然后用氢氧化钠调节所述反应溶液的pH后加入水合肼进行反应，得到反应产物，然后将所述反应产物过滤后，依次进行洗涤、烘干和研磨的步骤，得到所述镍基还原氧化石墨粉。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：
所述氧化石墨溶液中含有的氧化石墨与所述六水合氯化镍的质量比为(0.25～0.5):1，和/或所述氧化石墨溶液中含有的氧化石墨与所述水合肼的用量之比为0.2g：(10～20)μL；和/或
用氢氧化钠调节所述反应溶液的pH为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张久霖，孙新，杨智慧，于海涛，贺军哲，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11